110千瓦標(biāo)準(zhǔn)型磁力耦合器傳動(dòng)特性研究.pdf

1、本文針對(duì)“育鯤”輪淡水泵的110kW標(biāo)準(zhǔn)型磁力耦合器為研究對(duì)象，并鑒于該磁力耦合器廠商只提供了額定工況點(diǎn)的傳動(dòng)特性參數(shù)，缺少非額定點(diǎn)的傳動(dòng)特性參數(shù)的現(xiàn)實(shí)，分別開(kāi)展了其傳動(dòng)特性的解析計(jì)算、有限元仿真分析和試驗(yàn)方法的研究，以彌補(bǔ)磁力耦合器傳動(dòng)特性研究的不足，為使用、設(shè)計(jì)和制造提供技術(shù)支撐。
　　首先論述了標(biāo)準(zhǔn)型磁力耦合器的工作原理、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)，結(jié)合“育鯤輪”No.3淡水泵冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)單地介紹并給出了該型號(hào)磁力耦合器的參數(shù)，為理論分

2、析提供了樣機(jī)。
　　其次基于恒定磁場(chǎng)理論，建立標(biāo)準(zhǔn)型磁力耦合器的解析模型，求解其解析模型，得到標(biāo)準(zhǔn)型磁力耦合器轉(zhuǎn)矩的表達(dá)式。結(jié)果表明:標(biāo)準(zhǔn)型磁力耦合器的轉(zhuǎn)矩系數(shù)與銅盤(pán)厚度呈高度非線性關(guān)系，標(biāo)準(zhǔn)型磁力耦合器的轉(zhuǎn)矩系數(shù)與氣隙大小呈高度非線性關(guān)系，轉(zhuǎn)矩與滑差呈線性關(guān)系，在工程上羅素系數(shù)對(duì)傳遞轉(zhuǎn)矩的影響可以忽略不計(jì)。
　　然后結(jié)合某型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)型磁力耦合器參數(shù)，運(yùn)用Maxwell16.0軟件對(duì)該型磁力耦合器進(jìn)行仿真分析，獲得磁力耦合器各

3、部件的磁場(chǎng)強(qiáng)度分布、磁感應(yīng)強(qiáng)度分布、渦電流密度分布、轉(zhuǎn)矩值和損耗功率。結(jié)果表明:銅盤(pán)中渦電流密度隨著滑差的增大而增大，轉(zhuǎn)矩值與滑差呈線性關(guān)系，損耗功率與滑差呈冪函數(shù)關(guān)系。
　　搭建了110千瓦磁力耦合器試驗(yàn)臺(tái)，對(duì)該型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)型磁力耦合器進(jìn)行試驗(yàn)，得到了四個(gè)同步轉(zhuǎn)速750rpm、1000rpm、1500rpm和3000rpm標(biāo)準(zhǔn)型磁力耦合器的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。結(jié)果表明:同步轉(zhuǎn)速越大，轉(zhuǎn)矩與滑差率的比值越大，功率與滑差率比值越大;同步轉(zhuǎn)速一定時(shí)

4、，轉(zhuǎn)矩與滑差率和功率與滑差率比值為常數(shù);滑差率一定時(shí)，同步轉(zhuǎn)速越高傳遞的轉(zhuǎn)矩和功率更大，故標(biāo)準(zhǔn)型磁力耦合器適合工作在高轉(zhuǎn)速工況下。
　　最后對(duì)有限元仿真數(shù)據(jù)、解析數(shù)據(jù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析，解析數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差均在20％以內(nèi)，滿足工程上對(duì)標(biāo)準(zhǔn)型磁力耦合器轉(zhuǎn)矩的計(jì)算要求;分析結(jié)果表明:隨著滑差的增加，解析數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)越來(lái)越接近試驗(yàn)數(shù)據(jù)，解析數(shù)據(jù)比仿真數(shù)據(jù)更接近試驗(yàn)數(shù)據(jù)，解析數(shù)據(jù)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的最小偏差率為1％，可以表征